Lumière, atomes et molécules

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Lumière, atomes et
molécules
Symposium en l’honneur de Michel Broyer
Lyon, 3 Février 2014
Claude Cohen-Tannoudji
Collège de France

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Au cours des dernières décennies, grandes avancées dans nos
capacités de contrôle des divers degrés de liberté des atomes
Manipulation d’atomes par la lumière
Horloges atomiques ultraprécises, interférométrie atomique,
gaz quantiques dégénérés, ..
Buts de cet exposé
• Comment obtenir des molécules ultrafroides
• Comment les préparer dans un niveau bien défini
• Quels effets physiques nouveaux permettent-elles d’étudier
- Montrer que des grandes avancées ont été également
réalisées dans la manipulation des molécules
- Montrer que les concepts issus des études sur les interactions
atomes-photons sont également utiles pour les molécules
• Couplage état discret-continuum
• Déplacement et élargissement dus à ce couplage
• Superpositions linéaires d’états. États noirs

Comment refroidir des molécules
L’absence de « transitions fermées » dans les molécules rend
difficile la généralisation du refroidissement laser.
D’autres méthodes plus efficaces on été développées
1- Molécules paramagnétiques piégées et refroidies par contact
avec un gaz d’hélium froid qui est ensuite pompé (J. Doyle)
2- Décélération Stark ou Zeeman de molécules par des champs
électriques ou magnétiques inhomogènes et pulsés (G. Meijer
M. Raizen)
3- Balayage d’une résonance de Feshbach pour obtenir une
molécule de Feshbach qu’on transfère ensuite dans l’état
fondamental par la méthode STIRAP
4- Photoassociation à un ou deux photons
Nous décrirons ici les méthodes 3 et 4

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Résonances de Feshbach

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Canal
fermé
Ecoll
Canal
ouvert
r
V
0
Résonances de Fano-Feshbach
2 atomes ultrafroids entrent en
collision avec une énergie Ecoll très
faible dans un canal dit “ouvert”
L’énergie de dissociation du
canal ouvert est prise pour zéro
d’énergie
Au dessus du canal ouvert un
autre canal existe ne contenant
pas d’état de collision d’énergie
Ecoll car Ecoll est inférieure à
l’énergie de dissociation de ce
canal qui, pour cette raison, est
appelé “fermé”
Ce canal fermé contient un état
lié d’énergie Ebound proche de
l’énergie E de l’état de collision
dans le canal ouvert
Ebound